不稳定支撑界面对被动提踵状态下足底动力学特征的影响

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研究目的:本研究的目的在于通过六自由度运动平台模拟不稳定支撑界面,探究被动提踵状态下足底动力学特征,结合以往研究成果,寻求穿高跟鞋时静态平衡的维持机制,为女性穿着高跟鞋提供有益建议,为高跟鞋相关设计师提供更为科学的运动生物力学理论依据。  研究方法:本实验选取了14名青年女大学生为实验对象,均为经常穿着高跟鞋者。所选用的实验鞋高度分别为:平底鞋0.8cm,低跟鞋4.5cm,高跟鞋6.6cm。实验过程中实验对象穿着实验用鞋站立在正弦波动的六自由度运动平台上尽力维持平衡,波动方向为前后和左右方向。足-鞋接触面之间的足底压力数据用Novel Peder鞋垫式足底压力测量系统,数据分析用SPSS统计软件。测试指针包括足底压力中心坐标位置,足底压力中心线周期运动长度,压强时间积分,接触面积和垂直地面反作用力大小。  研究结果:无论扰动方向为前后方向还是左右方向,被动提踵状态下为维持静态平衡,足底压力中心位置向前足内侧转移;足底压力中心线周期长度缩短;前足内侧及后跟区域压强时间积分增加而中足呈现减小趋势;左右扰动时双足间地面反作用力差值增加。  研究结论:这些结果显示为维持人体姿态稳定,被动提踵时足底压力中心更为向前足内测集中,在造成局部负荷过大引起伤痛的同时,降低了足踝对意外扰动的“容错度”;在遭受长时间持续正弦扰动时,足弓抬高,大脚趾和后跟对维持平衡具有重要意义;面对左右持续的扰动,穿高跟鞋时人体表现出了更大的不稳定性。建议女性在乘坐公共交通工具等长时间处于不稳定支撑状态时,尽量穿着平底鞋。相关从业者设计高跟鞋时为降低损伤风险应加入保护设计。
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